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铜氧超导氧含量的确定问题

2023-07-19 17:13 作者:紧扣的dagger  | 我要投稿

写在开头:“氧含量的确定在铜氧超导体中一直是一个麻烦,大家都妥协于认定用氧含量不变的La-Sr-Cu-O定出来的相图里的超导Dome作为基准。即Tc-p(holes/CuO2)的标准曲线。但要注意,在Dome的顶点之下,一个Tc有两个p与之对应,故这里需要一些额外的实验手段来确定是Over doping还是Under doping.”

先来看一张图,这是YBCO确定氧含量δ的方式,横轴是XRD等可测的lattice constant。而纵轴是空穴掺杂的浓度p,假设Y, Ba,Cu 的价态稳定,则有氧的含量和p唯一对应。

前文提到,既然“一旦p确定了,氧含量就确定了”。那么必然引入p如何确定的问题。p的确定就如“写在开头”所说的那样,用LSCO的标准Tc-p来测Tc定p。

但是有些样品Tc很难测量,比如薄膜样品,电输运很难测量,磁性测量也很困难,这个时候这种生硬的Tc-p方法也面临失效。这个时候如何测量呢?

  • 一个方法是用ARPES看EDC的转变宽度来定Tc,从而让Tc-p方法重新有效;

  • 另外比如对于铁基样品,用ARPES测量费米面大小,也可以由此来确定载流子浓度,即确定p。

总之,铜氧超导等非常规超导体的掺杂浓度确定面临困难,具体而言,和掺杂息息相关的铜氧超导氧含量的确定问题更是困难重重。


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